金属材料硬度试验
硬度测试标准
硬度测试标准硬度测试是材料力学性能测试的重要方法之一，用于衡量材料的硬度和耐磨性。
硬度测试标准是指对材料硬度进行测试时所需遵循的规范和标准。
不同材料的硬度测试标准可能会有所不同，下面将介绍一些常见的硬度测试标准及其应用。
1. 洛氏硬度测试标准。
洛氏硬度测试是一种常用的金属硬度测试方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕面积来表示硬度大小。
洛氏硬度测试标准主要包括洛氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
2. 布氏硬度测试标准。
布氏硬度测试是另一种常用的金属硬度测试方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕深度来表示硬度大小。
布氏硬度测试标准主要包括布氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
3. 维氏硬度测试标准。
维氏硬度测试是用于测定金属材料硬度的一种常用方法，适用于各种金属材料的硬度测试。
其测试原理是利用一定负荷下的金属表面压痕直径来表示硬度大小。
维氏硬度测试标准主要包括维氏硬度试验方法、试验材料的准备、试验设备的校准等内容。
4. 硬度测试标准的应用。
硬度测试标准的应用范围非常广泛，涉及到金属材料、非金属材料等各个领域。
在工程实践中，合理选择和正确应用硬度测试标准对于评定材料的硬度和耐磨性具有重要意义。
只有严格按照硬度测试标准进行测试，才能确保测试结果的准确性和可靠性。
5. 硬度测试标准的发展。
随着材料科学技术的不断发展，硬度测试标准也在不断完善和更新。
新的测试方法、新的测试设备不断涌现，为硬度测试提供了更多的选择和可能。
同时，也有更多的行业标准和国际标准对硬度测试提出了更高的要求，以适应不断变化的市场需求和科技发展。
总结。
硬度测试标准是衡量材料硬度和耐磨性的重要依据，严格遵循硬度测试标准对于测试结果的准确性和可靠性至关重要。
各种硬度测试方法和标准的应用需要根据具体材料的特性和测试要求进行选择和确定，以确保测试结果的准确性和可比性。
金属材料的硬度试验实验报告
金属材料的硬度试验实验报告金属材料的硬度试验实验报告一、实验目的本实验旨在通过不同的硬度测试方法，对金属材料进行硬度试验，以了解和评估金属材料的硬度特性，包括其硬度的范围、分布、变化规律等，以期为材料的使用、加工和设计提供依据和参考。
二、实验原理硬度是金属材料的重要力学性能之一，它能反映金属材料抵抗局部变形的能力。
硬度的测试方法有很多，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、努氏硬度等。
本实验将采用布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种方法对金属材料进行硬度试验。
1.布氏硬度：采用硬质合金球或钢球作为压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的直径，并通过查表获得硬度值。
布氏硬度的优点是测量准确，重复性好，适用于测量较大和较软的金属材料。
2.洛氏硬度：采用金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的深度，并通过查表获得硬度值。
洛氏硬度的优点是操作简便快捷，适用于测量较薄或较硬的金属材料。
3.维氏硬度：采用金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，以测量压痕的面积，并通过查表获得硬度值。
维氏硬度的优点是测量准确，适用于测量较小或较软的金属材料。
三、实验步骤1.样品准备：选取一定数量的金属材料样品，对其进行打磨、抛光和清洁处理，确保其表面无氧化物、锈迹等杂质。
2.布氏硬度试验：选择合适的硬质合金球或钢球作为压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的直径，并查表获得硬度值。
每个样品至少测量三个点，以取得平均值。
3.洛氏硬度试验：选择合适的金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的深度，并查表获得硬度值。
每个样品至少测量三个点，以取得平均值。
4.维氏硬度试验：选择合适的金刚石或碳化硅的压头，在一定的载荷作用下，对金属材料进行压入，测量压痕的面积，并查表获得硬度值。
每个样品至少测量三个点，以取得平均值。
5.数据处理与分析：将实验数据整理成表格和图表，分析金属材料的硬度特性，包括其硬度的范围、分布、变化规律等。
金属材料的硬度试验-实验报告
金属材料的硬度试验-实验报告实验目的：1、学习金属硬度的测试方法和技巧；2、了解硬度的概念和含义；3、掌握用硬度试验仪测定金属材料硬度的方法。
实验原理：硬度是衡量材料抗压强度和耐磨性的指标之一。
硬度越大，表示材料越难被磨损，也就越难被切割。
目前常用的硬度测试方法有：压痕法、洛氏硬度法、维氏硬度法以及布氏硬度法等。
本实验主要采用布氏硬度测试法，这种测试方法被广泛应用于金属材料的硬度测试中。
测试时，使用钻石圆锥或球形硬度试验头，以某一标准的冲击能量冲击被测材料表面，用机械装置测出被击穿的深度，据此计算出材料的硬度值。
实验步骤：1、选用不同材料的试样进行测试，将试样放置在硬度试验机台座上。
2、选择合适的硬度试验头，安装到硬度试验机的测试臂上。
3、将试验头缓慢地压到试样表面，不要突然下压，待试验头稳定后开始测试。
4、当测试头完全接触到试样表面时，开始施加一定的试验力，并且记录测试时间。
5、根据被击穿的深度，精确计算出材料的硬度值。
6、重复以上实验步骤多次，计算出平均值并记录。
实验结果：测试试样：铜板、铝板、钢材、黄铜。
数据记录如下表：测试样品 | 试验次数 | 平均值（HB）--------| --------| ----------铜板 | 3 | 60.5铝板 | 3 | 45.6钢材 | 3 | 119.2黄铜 | 3 | 77.3本次实验我们选择不同材料进行了试验，测试结果表明，钢材的布氏硬度值最大，而铝板的硬度值最小。
从硬度值的大小可以看出，钢材的抗压强度最高，较难被切割和磨损；而铝板相对来说比较容易受到磨损和切割。
在实验过程中，我们发现在选用试验头时需要选择符合试样硬度的测试头，否则容易导致测试结果不准确。
并且在实验中还需要注意硬度测试头的正常使用和维护，做好硬度测试仪器的保养和日常维护工作，以确保测试结果的准确性和精度。
金属材料的硬度实验
金属材料的硬度实验金属材料的硬度是其抵抗外力的能力，通常用于评价金属材料的质量和适用范围。
本文将介绍金属材料硬度的实验方法和步骤，以及实验中需要注意的问题。
一、硬度的定义及意义。
硬度是材料抵抗外力的能力，通常用来评价材料的耐磨性和耐刮性。
在工程领域中，硬度是金属材料的重要性能指标之一，对于材料的选择和加工具有指导意义。
二、硬度的测试方法。
1. 洛氏硬度测试法，利用洛氏硬度计对金属材料进行硬度测试，通过压入金属表面的钻头深度来评价其硬度。
2. 布氏硬度测试法，利用布氏硬度计对金属材料进行硬度测试，通过压入金属表面的压头表面积与压头压入深度的比值来评价其硬度。
3. 维氏硬度测试法，利用维氏硬度计对金属材料进行硬度测试，通过压入金属表面的金刚石圆锥体的压头表面积与压头压入深度的比值来评价其硬度。
三、硬度实验步骤。
1. 准备实验材料，选择需要测试硬度的金属材料样品，并进行表面处理，确保表面平整干净。
2. 进行硬度测试，根据所选的硬度测试方法，选择相应的硬度计进行测试，按照操作说明进行测试。
3. 记录测试数据，记录测试时所施加的载荷和压头的压入深度，并计算出硬度值。
4. 分析测试结果，根据测试数据，对金属材料的硬度进行评价和分析，比较不同材料的硬度值。
四、硬度实验注意事项。
1. 确保实验环境，硬度测试需要在相对稳定的环境条件下进行，避免外界因素对测试结果的影响。
2. 注意测试方法选择，根据不同金属材料的特性和要求，选择合适的硬度测试方法，确保测试结果准确。
3. 控制测试载荷，在进行硬度测试时，需要严格控制所施加的载荷大小，避免因为过大的载荷导致测试结果不准确。
4. 多次重复测试，为了确保测试结果的准确性，建议进行多次重复测试，并取平均值作为最终测试结果。
五、总结。
通过本文的介绍，我们了解了金属材料的硬度实验方法和步骤，以及实验中需要注意的问题。
硬度测试是评价金属材料质量和性能的重要手段，对于工程应用具有重要意义。
金属材料布氏硬度试验第一部分试验方法
金属材料布氏硬度试验第一部分试验方法
布氏硬度试验是常用的金属材料硬度测试方法之一，通过在金属材料表面施加一定压力，测量压入钢球或钻石锥锐尖所产生的压印直径，从而计算出硬度值。
布氏硬度试验主要分为两个部分：第一部分是准备工作，第二部分是试验操作。
第一部分：准备工作
1. 确定试验材料：根据需要测试的金属材料类型，选择相应的试验方法和试验载荷标准。
2. 磨平试样：将试样切割或锯割成适当的形状和尺寸，然后用砂纸或磨料将试样表面磨平，确保试样表面平整。
3. 清洁试样：用酒精或丙酮等溶剂清洁试样表面，确保无油污和杂质。
第二部分：试验操作
1. 将经过准备的试样放在试验台上，将布氏硬度计放置在试样表面上。
2. 选择合适的试验载荷：根据试样的硬度范围选择合适的试验载荷。
一般来说，当试样的硬度较低时，使用较小的试验载荷；当试样的硬度较高时，使用较大的试验载荷。
3. 施加试验载荷：通过手动或电动方式施加试验载荷，使硬度计的压头与试样表面接触，并保持一定的时间，典型情况下为15-30秒。
4. 释放试验载荷：将试验载荷释放，使压头与试样分离。
5. 测量压印直径：使用显微镜或硬度计的读数仪表，测量压印
直径的两个最大对称距离。
通常，测量读数仪表有两个模式，一个用于钢球硬度计，一个用于钻石锥硬度计。
6. 计算硬度值：根据测得的压印直径和试验载荷值，使用硬度计算公式计算出布氏硬度值。
需要注意的是，在实施布氏硬度试验之前，需要熟悉试验设备的操作方法，并确保硬度计的压头和试样表面之间无杂质。
此外，为获得准确的硬度值，应随机选择多个试验点，并在不同位置进行多次试验。
金属硬度测定的实验报告
一、实验目的1. 了解金属硬度测定的基本原理和常用方法。
2. 掌握布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验的操作步骤。
3. 通过实验，学会正确使用硬度计，并对实验结果进行分析。
二、实验原理金属硬度是指材料抵抗硬物压入表面产生塑性变形的能力，是材料的重要力学性能指标。
金属硬度测定方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
1. 布氏硬度试验：将直径为D的淬火钢球施加一定载荷P，压入被测金属表面，保持一定时间后卸除载荷，测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d，根据压痕直径和载荷P计算硬度值。
2. 洛氏硬度试验：常用的压头有两种：一种是顶角为120°的金刚石圆锥，另一种是直径为1.588mm的淬火钢球。
根据金属材料软硬程度不同，可选用不同的压头和负荷配合使用。
洛氏硬度试验分为HRA、HRB和HRC三种，其中HRA和HRB主要用于软金属，HRC主要用于硬金属。
3. 维氏硬度试验：将顶角为136°的金刚石四棱锥压头施加一定载荷，压入被测金属表面，保持一定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度，根据对角线长度和载荷计算硬度值。
三、实验设备1. 布氏硬度计2. 洛氏硬度计3. 维氏硬度计4. 硬度计读数放大镜5. 标准硬度块6. 铁碳合金退火试样7. 金属样品四、实验步骤1. 准备试样：将金属样品加工成所需形状和尺寸，并进行表面处理。
2. 布氏硬度试验：（1）将试样放置在布氏硬度计的试验台上，确保试样表面与试验台平行。
（2）调整试验机，使钢球与试样表面接触良好。
（3）施加一定载荷，保持规定时间后卸除载荷。
（4）使用读数放大镜测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d。
（5）根据压痕直径和载荷P计算布氏硬度值。
3. 洛氏硬度试验：（1）选择合适的压头和负荷，将试样放置在洛氏硬度计的试验台上。
（2）调整试验机，使压头与试样表面接触良好。
（3）施加初负荷，保持规定时间后卸除初负荷。
（4）施加主负荷，保持规定时间后卸除主负荷。
金属硬度检测的试验方法
摘要硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。
硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。
硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。
硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。
对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。
由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。
金属硬度检测主要有两类试验方法。
一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。
硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。
静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。
其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。
另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。
这里包括肖氏和里氏硬度试验法。
动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。
关键词：硬度；物理量；试验方法；力学性能Abstract第1章引言 (5)1.1金属材料硬度的定义 (5)1.2硬度试验的作用和特点 (5)1.3常用硬度试验方法的分类 (6)第二章金属材料硬度的检测方法 (8)2.1 洛氏硬度检测方法 (8)2.1.1原理 (8)2.1.2符号和计算公式 (8)2.1.3检测过程及其示意图 (9)2.1.4洛氏硬度标尺及技术参数 (12)2.1.5标尺的应用原则 (12)2.1.6应用范围及其特点 (13)2.1.7检测及注意事项 (13)2.2布氏硬度检测方法 (18)2.2.1原理 (18)2.2.2计算公式 (18)2.2.3相似原理及其应用 (19)2.2.4 K值于K常数的选用 (20)2.2.5应用范围及其优缺点 (21)2.2.6检测方法和技术条件 (21)2.3维氏硬度检测方法 (24)2.3.1原理 (24)2.3.2范围、符号和说明 (24)2.3.3 计算公式 (25)2.3.4相似原理 (26)2.3.5应用及其特点 (27)2.3.6检测方法和注意事项 (28)2.3.7试样最小厚度于检测力间关系 (29)第三章方法选用和硬度要求 (30)3.1硬度检测方法的选用 (30)第四章金属硬度检测技术现状及其展望 (34)4.1硬度计发展现状 (34)4.2现代硬度计量测试的发展趋势 (35)4.3现代硬度计的展望 (35)附录A 部分发达国家有关硬度试验方法标准号（不是全部） (37)第1章引言1.1金属材料硬度的定义硬度是金属材料力学性能中最常见的一个性能指标。
金属硬度试验实施细则
金属硬度试验实施细则引言概述：金属硬度试验是一种常见的材料力学性能测试方法，用于评估金属材料的硬度。
硬度试验可以通过测量材料在受力下的变形程度来确定材料的硬度级别。
本文将介绍金属硬度试验的实施细则，包括试验前的准备工作、试验方法的选择、试验过程的注意事项以及试验结果的解读。
一、试验前的准备工作：1.1 材料选择：在进行金属硬度试验之前，需要选择合适的试验材料。
通常情况下，金属硬度试验适用于各种金属材料，包括钢铁、铝合金、铜合金等。
根据试验目的和要求，选择合适的金属材料进行试验。
1.2 试验设备准备：进行金属硬度试验需要一些专用的试验设备，如硬度计、压痕机等。
在试验前，需要对这些设备进行校准和检查，确保其准确性和可靠性。
同时，还需要准备好试验所需的标准试样和试验环境。
1.3 试验前的样品处理：在进行金属硬度试验之前，需要对试样进行适当的处理。
首先，将试样切割成适当的尺寸和形状，以便于试验操作。
其次，对试样进行表面处理，如去除氧化层、清洁杂质等，以确保试验结果的准确性。
二、试验方法的选择：2.1 常见的金属硬度试验方法：金属硬度试验有多种方法，常见的包括布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。
根据试验目的和要求，选择合适的试验方法进行硬度测试。
2.2 试验方法的选择因素：在选择金属硬度试验方法时，需要考虑以下因素：试样的形状和尺寸、试验目的、试验条件等。
不同的试验方法适用于不同的试样和试验条件，因此需要根据具体情况进行选择。
2.3 试验方法的操作步骤：每种金属硬度试验方法都有一套特定的操作步骤，包括试样的放置、试验头的选择、试验力的施加等。
在进行试验前，需要详细了解试验方法的操作步骤，并按照要求进行操作，以确保试验结果的准确性。
三、试验过程的注意事项：3.1 试验环境的控制：金属硬度试验对试验环境有一定的要求，如温度、湿度等。
在进行试验时，需要控制好试验环境，确保试验条件的稳定性，以减小环境因素对试验结果的影响。
实验一 金属材料的硬度实验_2
实验一、金属材料的硬度实验一、实验目的1. 了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2. 了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。
二、实验原理硬度是金属材料局部抵抗硬物压入其表面的能力或金属材料表面抵抗局部塑性变形的能力。
测量硬度的方法主要有压入法、回跳法和刻划法三大类：压入法硬度试验的主要特点是：实验时应力状态最软（即最大切应力远远大于最大正应力），因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σb=K×HB σb：材料的抗拉强度值；HB：布氏硬度值；K：系数洛氏硬度测试法（1）洛氏硬度试验的基本原理洛氏硬度试验的原理和布氏的不同在于：它不是以测量压痕的面积来计算硬度，而是根据压痕深度来确定硬度值指标。
洛氏硬度测定时，在规定条件下，将压头（顶角为120°的金刚石圆锥或直径为1/16"（1.588mm）的淬火钢球或硬质合金球）分两个步骤压入试样表面。
卸除主试验力后，在初试验力下测量压痕残余深度h，然后根据压痕的深度确定被测金属材料硬度值的方法称为洛氏硬度测试法，具体过程如下：图1洛氏硬度试验原理图图1中0-0位置为未加载荷时的压头位置，1-1位置为加上10 Kgf预加载荷后的位置，此时压入深度为h1，2-2位置为加上主载荷后的位置，此时压入深度为h2，h2包括由加载所引起的弹性变形和塑性变形，卸除主载荷后，由于弹性变形恢复而稍提高到3-3位置，此时压头的实际压入深度为h3。
洛氏硬度就是以主载荷所引起的残余压入深度（h=h3-h1）来表示。
但这样直接以压入深度的大小表示硬度，将会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值大的现象，这与布氏硬度所标志的硬度值大小的概念相矛盾。
为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，采用一常数（k）减去（h3-h1）的差值表示硬度值。
为简便起见又规定每0.002mm 压入深度作为一个硬度单位（即刻度盘上一小格）。
金属材料的硬度试验方法
金属材料的硬度实验方法一、实验目的1．了解布氏硬度计、洛氏硬度计的主要构造及操作方法。
2．初步掌握布氏硬度值、洛氏硬度值的测定方法。
3．初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系和热处理能改变材料硬度的概念。
二、实验原理概述1、概述硬度是指材料抵抗另一较硬的物体压人表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。
与其他力学性能相比，硬度试验简单易行，又无损于工件，因此在工业生产中被广泛应用。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验——主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。
洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后的产品性能检验。
维氏硬度试验——用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定。
显微硬度试验——主要用于测定金属树料的显微组织组分或相组分的硬度。
2、布氏硬度把直径为D （mm ）的淬火钢球或硬质合金球，在一定的负荷F （kgf 或N ）作用下，压入试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测得钢球在试样表面上所压出的压痕直径d ，从面计算出压痕球面积A ，然后再计算出单位面积所受的力(F/A 值)，用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号HB 表示。
布氏硬度试验原理如图1-1所示。
公式⎥⎦⎤⎢⎣⎡--==2122)(2d D D D FAF HB πF ——负荷(kgf)；A ——压痕面积(mm)； 图1-1 布氏硬度试验原理如图 D ——球体直径(mm)。
球体直径D 和负荷F 是试验是选定的，因此，只要测出压痕直径d ，根据上式就能计算出布氏硬度值HB 。
在实际试验时，可根据测得的压痕直径d 直接查表（见附表A ）求得 布氏硬度值，不必代入公式进行繁琐的计算。
机械制造基础(上册)——工程材料及热加工工艺基础·16· ·16·GB231—84“金属布氏硬度试验方法”中规定了所用压头材料为淬火钢球和硬质合金球（碳化钨）两种。
材料硬度检测实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。
2. 掌握正确使用硬度计的方法。
3. 通过实验，了解不同金属材料硬度测试结果，分析其与材料性能之间的关系。
二、实验原理硬度是指材料抵抗另一较硬材料压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。
硬度测试方法主要有布氏硬度试验、洛氏硬度试验、维氏硬度试验等。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 布氏硬度计- 洛氏硬度计- 维氏硬度计- 读数放大镜- 硬度试块若干- 铁碳合金退火试样若干（2010mm的工业纯铁，20、45、60、T8、T12等）- 2010mm的20、45、60、T8、T12钢退火态、正火态、淬火及回火态的试样2. 实验材料：- 20、45、60、T8、T12钢- 工业纯铁四、实验内容与方法1. 布氏硬度试验：- 将试样放置于布氏硬度计的试样台上，调整压头与试样表面的距离。
- 启动布氏硬度计，使压头以一定的载荷压入试样表面，保持一段时间后卸载。
- 观察试样表面压痕，用读数放大镜测量压痕直径。
- 根据压痕直径和载荷，计算布氏硬度值（HB）。
2. 洛氏硬度试验：- 将试样放置于洛氏硬度计的试样台上，调整压头与试样表面的距离。
- 启动洛氏硬度计，使压头以一定的载荷压入试样表面，保持一段时间后卸载。
- 观察试样表面压痕，根据压痕深度和压头类型，读取洛氏硬度值（HR）。
3. 维氏硬度试验：- 将试样放置于维氏硬度计的试样台上，调整压头与试样表面的距离。
- 启动维氏硬度计，使压头以一定的载荷压入试样表面，保持一段时间后卸载。
- 观察试样表面压痕，用读数放大镜测量压痕对角线长度。
- 根据对角线长度和载荷，计算维氏硬度值（HV）。
五、实验结果与分析1. 不同硬度试验方法的对比：- 布氏硬度试验：适用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。
- 洛氏硬度试验：主要用于金属材料热处理后产品性能检验。
金属材料的硬度实验
实验三金属材料的硬度实验一、实验目的1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2、了解布氏、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。
二、概述金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。
硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。
硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。
另外硬度与其他机械性能（如强度指标σ b及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系。
所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。
测量硬度的方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
压入法硬度试验的主要特点是：①实验时应力状态最软，（即最大切应力远远大于最大正应力）因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。
②金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系：σ b=K*HB式中：σ b ——材料的抗拉强度值；HB——布氏硬度值K——系数退火状态的碳钢K＝0.34~0.36合金调质钢K＝0.33~0.35有色金属合金K＝0.33~0.53③硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有一定的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。
在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。
④硬度测量后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合于成品检验。
⑤设备简单，操作迅速方便。
三、布氏硬度（一）布氏硬度试验的基本原理布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图3-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，并用符号HB表示。
图3-1 布氏硬度试验原理图其计算公式如下：HB ＝P/F 凹 （3-1） 式中： HB ——布氏硬度值； P ——载荷（Kgf ）；（1 Kgf ＝9.8N ） F 凹——凹痕面积（mm 2）。
金属硬度试验实施细则
金属硬度试验实施细则引言概述：金属硬度试验是评估金属材料硬度的一种常用方法，它对于材料的性能评估、质量控制以及工程设计等方面都具有重要意义。
本文将详细介绍金属硬度试验的实施细则，包括试验前的准备工作、试验方法的选择、试验操作的注意事项以及结果的分析与判定。
一、试验前的准备工作1.1 材料选择在进行金属硬度试验之前，首先需要选择要测试的金属材料。
根据试验目的和要求，选择与实际使用材料相似的样品进行试验，确保试验结果的准确性和可靠性。
1.2 样品制备样品制备是金属硬度试验的重要环节。
首先，根据试验要求，选择合适的样品尺寸和形状，确保试验结果具有代表性。
然后，对样品进行表面处理，如去除氧化层、清洁污垢等，以保证试验时的准确性和一致性。
1.3 试验设备校准在进行金属硬度试验之前，需要对试验设备进行校准。
校准过程包括校准硬度计的刻度和读数准确性，以及校准试验机的负荷和位移准确性。
只有确保试验设备的准确性，才能保证试验结果的可靠性和准确性。
二、试验方法的选择2.1 布氏硬度试验布氏硬度试验是金属硬度试验中最常用的方法之一。
它通过在试验样品表面施加一定负荷，然后测量印痕的直径或对角线长度，根据布氏硬度表确定硬度值。
该方法适用于各种金属材料，具有简单、快速、准确的特点。
2.2 洛氏硬度试验洛氏硬度试验是金属硬度试验中另一种常用方法。
它通过在试验样品表面施加一定负荷，然后测量印痕的深度，根据洛氏硬度表确定硬度值。
该方法适用于各种金属材料，尤其适用于较软的金属材料。
2.3 维氏硬度试验维氏硬度试验是金属硬度试验中常用的一种方法。
它通过在试验样品表面施加一定负荷，然后测量印痕的对角线长度，根据维氏硬度表确定硬度值。
该方法适用于各种金属材料，尤其适用于较硬的金属材料。
三、试验操作的注意事项3.1 试验环境金属硬度试验需要在恒定的环境条件下进行，以排除温度、湿度等因素对试验结果的影响。
试验室应保持适宜的温度和湿度，同时避免试验设备受到外界振动和干扰。
硬度测试标准及试验方法
硬度测试标准及试验方法
1. 金属材料：
布氏硬度测试（Brinell Hardness Test），使用球形钢珠压入材料表面，通过测量压痕直径来确定硬度值。
洛氏硬度测试（Rockwell Hardness Test），利用不同的压头和预载荷来测量材料的硬度，常见的有A、B、C三种不同的试验方法。
维氏硬度测试（Vickers Hardness Test），利用金刚石压头对材料进行压痕，通过测量压痕的对角线长度来计算硬度值。
2. 塑料及弹性材料：
唐氏硬度测试（Shore Hardness Test），使用不同硬度的指针或者压头，通过压入材料表面的深度来确定硬度值，常见的有A、D两种类型。
3. 陶瓷材料：
洛氏硬度测试（Rockwell Hardness Test），同金属材料的测试方法类似，但使用不同的压头和预载荷。
除了上述提到的硬度测试方法，还有一些特定材料或特定要求
下的硬度测试方法，比如超硬材料的专用硬度测试方法等。
此外，
国际上也有一些通用的硬度测试标准，比如ASTM、ISO等组织发布
的标准，这些标准对于不同类型材料的硬度测试提供了详细的规范
和指导。
总的来说，硬度测试标准及试验方法的选择应当根据具体的材
料类型、要求精度和实际应用情况来确定，同时在进行硬度测试时，还需要严格按照相应的标准和方法来进行，以确保测试结果的准确
性和可靠性。
金属材料硬度实验测定实验报告
金属材料硬度实验测定实验报告金属材料硬度实验测定实验一、实验目的(1)了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围。
(2)学会正确使用硬度计。
二、实验设备（1）布氏硬度计（2）读数放大镜（3）洛氏硬度计（4）硬度试块若干（5）铁碳合金退火试样若干（ф20×10mm的工业纯铁，20，45，60，T8，T12等）。
（6）ф20×10mm的 20，45，60，T8，T12钢退火态，正火态，淬火及回火态的试样。
三、实验内容1、概述硬度是指材料抵抗另一较硬的物体压入表面抵抗塑性变形的一种能力，是重要的力学性能指标之一。
与其它力学性能相比，硬度实验简单易行，又无损于工件，因此在工业生产中被广泛应用。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验――主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。
洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后产品性能检验。
维氏硬度试验——用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定。
显微硬度试验——主要用于测定金属材料的显微组织组分或相组分的硬度。
2、实验内容及方法指导（1）布氏硬度试验测定。
（2）洛氏硬度试验测定。
（3）试验方法指导。
3、实验注意事项（1）试样两端要平行，表面要平整，若有油污或氧化皮，可用砂纸打磨，以免影响测定。
（2）圆柱形试样应放在带有“V”形槽的工作台上操作，以防试样滚动。
（3）加载时应细心操作，以免损坏压头。
（4）测完硬度值，卸掉载荷后，必须使压头完全离开试样后再取下试样。
（5）金刚钻压头系贵重物品，资硬而脆，使用时要小心谨慎，严禁与试样或其它物件碰撞。
（6）应根据硬度实验机的使用范围，按规定合理选用不同的载荷和压头，超过使用范围，将不能获得准确的硬度值。
四、实验步骤1、布氏硬度试验布氏硬度试验是用载荷P把直径为D的淬火钢球压人试件表面，并保持一定时间，而后卸除载荷，测量钢球在试样表面上所压出的压痕直径d，从而计算出压痕球面积A，然后再计算出单位面积所受的力（P/A值），用此数字表示试件的硬度值，即为布氏硬度，用符号HB表示。
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实验一 金属材料的硬度实验
一、实验目的
1.了解布氏、洛氏硬度测定的基本原理及应用范围。
2.了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及硬度数据的测试方法。
二、实验原理
金属的硬度可以认为是金属材料局部表面在接触压力的任用下抵抗塑性变形的一种能力。
硬度值是材料性能的一个重要指标。
试验方法简单、迅速，不需要专门的试样，同时保持试样的完整性，设备也比较简单。
而且对大多数金属材料，可以硬度值估算出它的抗拉强度。
因此在设计图纸的技术条件中大多规定材料的硬度值。
检验材料或工艺是否合格有时也需用硬度。
所以硬度试验在生产中广泛使用。
硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。
压入法就是一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。
压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。
根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的硬度测试方法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。
三、布氏硬度（HB ）
布氏硬度用符号HB 表示。
这种试验方法是把规定直径（10mm 、5mm 、2.5mm ）的硬质合金球以一定的试验力压入所测材料的表面（如图1-1所示），保持规定时间后，测量表面压痕直径（如图1-2所示），然后按下式计算硬度：
)
(222d D D D P
F P HBW --=
=
π
式中 HBW-表示用硬质合金球测试时的布氏硬度值； P-载荷（kgf ）；（1kgf ＝9.8N ） D-压头钢球直径（mm ）； d-压痕平均直径（mm ）；
F-压痕面积（mm2）；
式中只有d 是变数，故只需要测出压痕直径d ，根据已知D 和P 值就可以计算出HB 值。
布氏硬度习惯上不标出单位。
生产中已专门制定了平面布氏硬度值计算表见附录一，用读数显微镜测出压痕直径后，直接查表就可获得HB 硬度值。
图1-1 布氏硬度测量示意图 图1-2 用读数显微镜测量压痕直径
由于金属材料有软有硬，工件有厚有薄，有大有小，如果只采用同一种载荷和钢球直径时，就会出现对硬的材料合适，而对软的材料可能发生钢球陷入金属内部的现象；若对厚的材料合适，而对薄的材料又可能会出现压透的现象。
因此为了得到统一的，可以相互比较的值，必须使P 和D 之间维持某一比值关系。
这样对同一种材料而言，不论采用何种大小的载荷和钢球直径，只要能满
足2
D P ＝常数，所得的HB 值是同样的；则对不同的材料来说，所得的HB 值也是可以进行比较的。
按照GB231－63规定，2
D P 比值有30、10和2.5三种。
具体试验数据的选择和使用范围可参考表1-1
由于硬度和强度都以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力，因而硬度和强度之间有一定的关系，其经验换算公式为：
低碳钢
6.3/
b HBσ
≈
高碳钢
4.3/
b HBσ
≈
调质合金钢
25
.3/
b
HBσ
≈
铝铸件
26
.0/
b
HBσ
≈
退火青铜和黄铜
55
.0/
b
HBσ
≈
锌合金
09
.0/
b
HBσ
≈
表1-1 布氏硬度试验规范
硬度和强度对照表可查本书附录一。
由于布氏硬度计算出的抗拉强度只是近似值，必然与实际抗拉强度有差
别。
布氏硬度测试法的优点是：压痕面积较大，因而受试样中成份偏析和组织偏析的影响较小，能够较精确地反映试样的硬度。
其缺点是：需要经常更换压头与载何，测量较麻烦，不适宜测定成品件和较薄的材料。
布氏硬度试验机的结构和操作：
布氏硬度试验机的外形结构如图1-3所示，其操作方法如下：
图1-3 HB-3000布氏硬度试验机外形结构图
1. 按表（1-1）选用适当的压头，负荷及保荷时间。
拧松压紧镙钉，把时间定位器（红色指示点）转到与持续时间相符的位置上。
2. 将试样放在工作台上，顺时针转动手轮使压头和试样缓慢接触，直到手轮与镙母产生相对打滑为止。
3. 打开电源开关，绿灯亮。
4. 按动加载按钮，启动电动机，载荷砝码经一系列的杠杆系统传递到压头，即开始加载荷。
此时因压紧镙钉已拧松，园盘并不转动，当红色指示灯亮时，迅速拧紧压紧镙钉。
达到所要求的持续时间后，即自动卸荷。
从启动按钮形状到红灯亮为加荷阶段；红灯亮到红灯灭为保荷阶段；红灯灭到电动机停止转动为卸荷阶段。
5. 逆时针转动手轮降下工作台，取下试样用读数显微镜测出压痕直径d 值，以此值查表附录（一）即得HB值。
布氏硬度值测定注意事项：
⑴ 试样表面必须光洁平整，以使压痕边缘清晰，保证精确测量压痕d 。
⑵ 操作时动作要稳、缓、轻。
⑶ 压痕距试样边缘应大于D ，两压痕间距也应大于D 。
⑷ 当选用不同的2
D P 时，布氏硬度值之间不能进行直接对比。
⑸ 用读数显微镜测量压痕直径d 时，应从互相垂直的两个方向上进行，取其平均值。
四、洛氏硬度（HR ）
洛氏硬度实验法是采用金钢石园锥体或淬火钢球压入金属表面，如图1-4a 所示。
对硬材料如淬火后的钢件，用金钢石压头；对较软的金属则用淬火钢球。
通常有60、100和150kgf 三种载荷，而且为了减少因零件表面不光滑而造成的误差，需首先加10kgf 的初始载荷。
洛氏硬度的测试原理如图1－4b.所示。
根据所用压头种类和所加载荷的不同，洛氏硬度分为HRA 、HRB 、HRC 等，表1-2所列为洛氏硬度试验规范。
图1-4 洛氏硬度测试法原理图
1—加初始试验力10kg 2—加主试验力后 3—卸除主试验力后
如果直接用压痕深度的大小来作计量硬度值的指标，势必造成越硬的材料
洛氏硬度值越小，而越软的材料的洛氏硬度值越大，不符合人们的习惯。
为了与习惯上数值越大硬度越高的概念相一致，将测试结果作以下处理：
002.0h K HR -
=
式中：HR 为洛氏硬度代号；K 为常数，当采用金钢石压头时K ＝100，用
φ1.588mm 淬火钢球压头时K ＝130；规定每0.002mm 压痕深度为1洛氏硬度
单位。
表1-2 常用三种洛氏硬度试验规范
洛氏硬度的数值可直接从硬度计上读出，不需换算和查表，非常方便。
读出来的数值，没有单位，习惯上常称“度”。
洛氏硬度的不同硬度标尺之间，洛氏硬度与布氏硬度之间，以及与其它硬度之间，没有理论上的相应关系，不能直接比较。
要比较时需查硬度值对照表附录（二），即压痕直径与布氏硬度值及相应洛氏硬度值对照表。
洛氏硬度测试方法简单迅速，可测量最软至最硬的材料。
由于压痕小，故可测量成品及较薄另件的硬度。
但也由于压痕小，对组织和硬度不均匀的材料，测试结果不准确。
通常应从试件不同的位置测三点，再取其平均值。
实验选用TH30与HR －150型洛氏硬度计。
1. TH300洛氏硬度计的结构和操作
图1-5 TH300洛氏硬度计
其结构示意图见（图1-6），操作键盘如（图1-7）所示。
1－上盖2－压头座3－压头4－样品台5－丝杠护套6－手轮7－丝杠8－底脚螺钉9－侧门10－开关、电源板
11－显示屏12－键盘13－试验力转换手柄
图1－6 TH300洛氏硬度计结构示意图
LANG —菜单语言选择
+/- —上下限设置
Σ—数据统计
HR —标尺转换
φ—曲面修正
MENU —主菜单
▲.▼—滚动方向
ENTER —确认
图1-7 TH300洛氏硬度计操作键盘图
TH300洛氏硬度计操作方法如下：
⑴加载初试验力
将被测试样旋转在样品台中央，顺时针平稳转动手轮，使样品台上升，试样与压头接触。
此时屏幕上出现压头运动过程示意图，见（图1－8），最后一个表示加载初试验力终止位置。
平缓转动手轮，直到图中所示压头到达终止位置，屏幕上出现“正在测量”，同时伴有蜂鸣报警，此时应立即停止转动手轮。
如果手轮转动有少量过量，不影响测量结果及精度；如果转动过量较大，试验机自动报警，并提示，见（图1－9），此时应重新开始。
图1-8 试验机自动报警图1-9 手轮转动过量提示
⑵自动测试
初试验力加载完成后，测试自动进行。
完成主试验力加载-保持-卸载-读数-数据处理-结果显示过程，测试结果见（图1－10）。
图1-10 测试结果显示
⑶卸载
逆时针转动手轮，样品台下降，全部试验力卸除；所有试验参数自动记忆，等待下次测试。
2. HR－150洛氏硬度计的结构和操作
52.6HRC。